FR2803038A1 - OIL WEAR SENSOR - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine des dispositifs deThe present invention relates to the field of devices for
contrôle/mesure d'usure de lubrifiants, notamment d'huile utilisée sur checking / measuring the wear of lubricants, in particular of the oil used on
véhicule automobile.motor vehicle.
De nombreux dispositifs ont déjà été proposés, notamment à base de systèmes capacitifs, pour essayer de procéder à la mesure de l'usure Many devices have already been proposed, in particular based on capacitive systems, to try to measure the wear.
d'huile ou lubrifiants équivalents. oil or equivalent lubricants.
Cependant, les dispositifs jusqu'ici proposés s'avèrent à la fois However, the devices hitherto proposed prove to be both
complexes et peu précis.complex and imprecise.
En pratique, les usagers sont ainsi réduits de nos jours à opérer un contrôle régulier du niveau d'huile et à un ajout d'huile neuve si le niveau chute sous un seuil déterminé, avec vidanges régulières et complètes quant In practice, users are now reduced to carrying out regular oil level checks and to adding new oil if the level drops below a certain threshold, with regular and complete oil changes as
un kilométrage donné d'utilisation est atteint. a given mileage of use is reached.
La présente invention a maintenant pour but de proposer un The present invention now aims to provide a
nouveau système simple, fiable et économique. new simple, reliable and economical system.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un This object is achieved in the context of the present invention thanks to a
dispositif de mesure de la phase de l'impédance du lubrifiant. lubricant impedance phase measurement device.
Le déposant a en effet constaté, après de nombreuses expérimentations, que la phase de l'impédance du lubrifiant est The applicant has indeed found, after numerous experiments, that the lubricant impedance phase is
représentative de son état d'usure ou de pollution. representative of its state of wear or pollution.
Plus précisément encore, dans le cadre de la présente invention, le dispositif procède de préférence à la mesure de la pente de la phase de l'impédance et à la comparaison de cette pente avec un seuil déterminé pour générer une alarme de type "défaillance mécanique" si l'évolution de la More precisely still, within the framework of the present invention, the device preferably proceeds to the measurement of the slope of the phase of the impedance and to the comparison of this slope with a determined threshold to generate an alarm of the "mechanical failure" type. "if the evolution of
pente dépasse le seuil précité.slope exceeds the above threshold.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif procède à une surveillance de l'évolution de la phase de l'impédance et à une comparaison de la phase de l'impédance avec un seuil spécifique pour le déclenchement d'une alerte de "vidange ou maintenance" quand ce seuil spécifique est franchi par défaut par la phase de According to another advantageous characteristic of the invention, the device monitors the evolution of the impedance phase and compares the impedance phase with a specific threshold for triggering a "emptying or maintenance" when this specific threshold is crossed by default by the phase of
I'impédance.Impedance.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente Other features, purposes and advantages of this
invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et invention will appear on reading the detailed description which follows and
en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: - la figure I représente une vue schématique d'un dispositif de mesure conforme à la présente invention, - les figures 2 à 11 représentent des courbes expérimentales relevées sur différents échantillons d'huile et illustrent la phase de l'impédance de ces huiles en fonction des différents paramètres; plus précisément: la figure 2 représente l'évolution de la phase de l'impédance d'une huile pour moteur à essence en fonction du nombre d'heures d'utilisation sur un banc moteur, la figure 3 représente la phase de l'impédance d'une huile pour moteur à essence en fonction du kilométrage, la figure 4 représente la phase de l'impédance d'une huile pour moteur diesel en fonction du kilométrage, 15. la figure 5 représente la phase de l'impédance d'une huile pour moteur diesel en fonction du kilométrage véhicule exprimé en milliers de kilomètres, la figure 6 représente la phase de l'impédance d'huiles de vidange pour différentes familles d'huiles dont les valeurs correspondant à des huiles neuves sont assorties de la référence HN tandis que les valeurs des huiles usagées correspondent à des huiles ayant été utilisées environ OOOkm sur différents moteurs, la figure 7 représente la phase de l'impédance d'huiles polluées par de l'essence en fonction de la concentration de l'essence en %, 25. la figure 8 représente la phase de l'impédance d'huiles polluées par du gasoil en fonction de la concentration de la pollution gasoil en %, la figure 9 représente l'évolution de la phase de l'impédance en fonction de la température pour une huile neuve et une huile usagée, les figures 10 et 11 représentent des courbes similaires à la figure 9 pour d'autres types d'huile, - la figure 12 représente schématiquement l'évolution de la phase de l'impédance d'une huile dans le temps, en fonction d'un usage normal, et - la figure 13 représente l'évolution de la phase de l'impédance en cas de pollution accidentelle de l'huile, par du carburant ou un autre élément with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting example and in which: - Figure I represents a schematic view of a measuring device in accordance with the present invention, - Figures 2 to 11 represent experimental curves noted on different oil samples and illustrate the impedance phase of these oils according to the different parameters; more precisely: FIG. 2 represents the evolution of the phase of the impedance of a gasoline engine oil as a function of the number of hours of use on an engine test bench, FIG. 3 represents the phase of the impedance of a petrol engine oil as a function of the mileage, FIG. 4 represents the phase of the impedance of a diesel engine oil as a function of the mileage, 15. FIG. 5 represents the phase of the impedance of a diesel engine oil as a function of the vehicle mileage expressed in thousands of kilometers, Figure 6 represents the phase of the impedance of drain oils for different families of oils whose values corresponding to new oils are accompanied by the reference HN while the values of used oils correspond to oils that have been used for approximately OOOkm on different engines, Figure 7 represents the phase of the impedance of oils polluted by petrol depending on the design ntration of petrol in%, 25. Figure 8 represents the phase of the impedance of oils polluted by gas oil as a function of the concentration of gas oil pollution in%, Figure 9 represents the evolution of the phase of gas oil the impedance as a function of the temperature for a new oil and a used oil, FIGS. 10 and 11 represent curves similar to FIG. 9 for other types of oil, - FIG. 12 schematically represents the evolution of the phase of the impedance of an oil over time, according to normal use, and - Figure 13 represents the evolution of the phase of the impedance in the event of accidental pollution of the oil by fuel or another item
polluant tel que du liquide de refroidissement. pollutant such as coolant.
Le dispositif conforme à la présente invention comprend des moyens 10 conçus pour mesurer la phase de l'impédance d'un échantillon The device according to the present invention comprises means 10 designed to measure the phase of the impedance of a sample
d'une huile à surveiller.of an oil to watch.
Ces moyens 10 comprennent de préférence des moyens aptes à appliquer une tension connue variable, par exemple sinusoïdale, entre deux électrodes 20, 22 électriquement conductrices, plongées dans l'échantillon d'huile considéré, et des moyens aptes à mesurer le déphasage entre la These means 10 preferably comprise means capable of applying a known variable voltage, for example sinusoidal, between two electrodes 20, 22 electrically conductive, immersed in the oil sample considered, and means capable of measuring the phase shift between the
tension précitée et le courant résultant. aforementioned voltage and the resulting current.
La phase de l'impédance dépend, bien entendu, de la valeur des composantes résistive, inductive et capacitive de l'huile, c'est-à-dire à la fois des éléments constitutifs fondamentaux de l'huile considérée, mais également des éléments susceptibles de provenir d'une usure ou d'une pollution de l'huile, tels que des résultats d'oxydation, d'une pollution par un carburant, essence ou diesel, un liquide de refroidissement, de l'eau, ou tout The phase of the impedance depends, of course, on the value of the resistive, inductive and capacitive components of the oil, that is to say both of the fundamental constituent elements of the oil considered, but also of the elements likely to come from wear or pollution of the oil, such as oxidation results, pollution by fuel, petrol or diesel, coolant, water, or any
autre corps étranger équivalent.other equivalent foreign body.
Selon le mode de réalisation schématisé sur la figure 1, les deux According to the embodiment shown diagrammatically in FIG. 1, the two
électrodes 20, 22 sont circulaires de révolution et concentriques. electrodes 20, 22 are circular in revolution and concentric.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation précis. A titre d'exemple non limitatif, les deux électrodes 20, 22 peuvent Of course, the invention is not limited to this precise embodiment. By way of nonlimiting example, the two electrodes 20, 22 can
être formées de plaques parallèles. be formed of parallel plates.
Les nombreux essais réalisés par la demanderesse, relatés en partie sur les figures 2 à 11 annexées, ont révélé un premier phénomène: l'oxydation de l'huile résultant de son usage normal conduit à une diminution The numerous tests carried out by the applicant, reported in part in FIGS. 2 to 11 appended, have revealed a first phenomenon: the oxidation of the oil resulting from its normal use leads to a reduction
progressive de la phase de l'impédance (voir figures 2 à 6). phase of the impedance phase (see Figures 2 to 6).
Les figures 2 à 6 révèlent par exemple une évolution de la phase de I'impédance dans une gamme comprise entre environ -55 pour une huile neuve et environ -85 pour une huile usagée sur une gamme de fréquence. Bien entendu, comme on le voit sur les figures annexées, l'évolution de la phase de l'impédance peut ne pas couvrir intégralement FIGS. 2 to 6 reveal for example an evolution of the phase of the impedance in a range between around -55 for a new oil and around -85 for a used oil over a frequency range. Of course, as can be seen in the appended figures, the evolution of the impedance phase may not fully cover
cette gamme.this range.
Ce phénomène est schématisé sur la figure 12 sur laquelle on a identifié par la référence S1, un seuil de phase d'impédance en deçà duquel on peut considérer que l'huile est hors d'usage. This phenomenon is shown diagrammatically in FIG. 12 in which we have identified by the reference S1, a phase impedance threshold below which it can be considered that the oil is out of use.
Pour cela, de préférence, les moyens 10 conformes à la présente. For this, preferably, the means 10 in accordance with the present.
invention, comprennent des moyens aptes à comparer la phase de l'impédance de l'échantillon d'huile au seuil SI et des moyens aptes à générer une alerte "de vidange ou maintenance" quand la phase de I'impédance franchit par défaut ce seuil SI. La génération de cette alarme invention include means capable of comparing the phase of the impedance of the oil sample with the threshold SI and means capable of generating a "drain or maintenance" alert when the phase of the impedance crosses this threshold by default. IF. The generation of this alarm
signale à l'utilisateur la nécessité de remplacer l'huile par une huile neuve. warns the user of the need to replace the oil with new oil.
Les essais réalisés par la demanderesse ont révélé par ailleurs que l'amplitude de la phase de l'impédance de l'échantillon d'huile considéré peut varier d'une huile à l'autre. De ce fait, de préférence, la mesure est faite en différentiel ou en relatif et non point en valeur absolue. En d'autres termes, le seuil SI utilisé correspond de préférence à un pourcentage de la valeur initiale mesurée pour la phase et non point à. une valeur fixe et The tests carried out by the applicant have also revealed that the amplitude of the impedance phase of the oil sample considered can vary from one oil to another. Therefore, preferably, the measurement is made in differential or in relative and not point in absolute value. In other words, the threshold SI used preferably corresponds to a percentage of the initial value measured for the phase and not point to. a fixed value and
standard quelle que soit l'huile.standard regardless of the oil.
Les essais réalisés par la demanderesse ont par ailleurs révélé un second phénomène: en cas de pollution de l'huile par un corps étranger tel qu'un carburant du type essence ou diesel, voire même un liquide de refroidissement ou de l'eau, résultant par exemple d'une défaillance mécanique, la phase de l'impédance de l'échantillon d'huile augmente (voir The tests carried out by the applicant have also revealed a second phenomenon: in the event of oil pollution by a foreign body such as a fuel of the gasoline or diesel type, or even a coolant or water, resulting for example from a mechanical failure, the phase of the impedance of the oil sample increases (see
notamment les figures 7 et 8 annexées). including Figures 7 and 8 attached).
Plus précisément encore, les essais conduits par la demanderesse ont révélé une pente de signe négatif avant la pollution puis de sens positif More precisely still, the tests carried out by the plaintiff revealed a slope of negative sign before the pollution then of positive direction
après celle-ci.after this one.
Ce phénomène est schématisé sur la figure 13 sur laquelle on a illustré d'une part, I'évolution de la phase de l'impédance (p et d'autre part, This phenomenon is shown diagrammatically in FIG. 13 on which, on the one hand, the evolution of the impedance phase (p and on the other hand,
l'évolution de la pente de cette phase dq(p/dt. the evolution of the slope of this phase dq (p / dt.
Dans ce contexte, de préférence, les moyens 10 conformes à la présente invention comprennent en outre des moyens aptes à mesurer la pente de la phase de l'impédance et des moyens aptes à comparer les évolutions de cette pente avec un seuil pour générer une alarme "de type défaillance mécanique" lorsque la variation de pente de la phase de l'impédance dépasse un second seuil déterminé. La génération de cette seconde alarme "de type défaillance mécanique" incite l'usager à se diriger rapidement vers une station service, ce type d'alarme visualisant en principe une défaillance mécanique conduisant à une pollution grave de l'huile par un corps étranger tel que, comme indiqué précédemment, un carburant par In this context, preferably, the means 10 in accordance with the present invention further comprise means capable of measuring the slope of the phase of the impedance and means capable of comparing the changes in this slope with a threshold to generate an alarm "mechanical failure type" when the slope variation of the impedance phase exceeds a second determined threshold. The generation of this second "mechanical failure type" alarm encourages the user to quickly go to a service station, this type of alarm in principle visualizing a mechanical failure leading to serious pollution of the oil by a foreign body such as that, as indicated above, a fuel by
exemple essence ou diesel, voir du fluide de refroidissement ou de l'eau. example petrol or diesel, see coolant or water.
Par ailleurs, les essais conduits par la demanderesse ont démontré que l'évolution de la phase de l'impédance de l'échantillon d'huile varie en Furthermore, the tests conducted by the applicant have demonstrated that the evolution of the phase of the impedance of the oil sample varies in
fonction de la température (voir par exemple figures 9 à 11). temperature function (see for example figures 9 to 11).
Pour cette raison, de préférence, les moyens 10 comprennent en outre un capteur de température et des moyens aptes à corriger la valeur de la phase de l'impédance utilisée pour le traitement, en fonction de la For this reason, preferably, the means 10 further comprise a temperature sensor and means capable of correcting the value of the phase of the impedance used for the treatment, as a function of the
température mesurée, sur la base d'une abaque ou équivalent pré-établie. measured temperature, based on a pre-established chart or equivalent.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toutes variantes Of course the present invention is not limited to the particular embodiment which has just been described, but extends to all variants
conformes à son esprit.conform to his spirit.
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